JP6166523B2

JP6166523B2 - Concrete filled steel pipe column

Info

Publication number: JP6166523B2
Application number: JP2012218104A
Authority: JP
Inventors: 俊彦西村; 長岡　勉; 勉長岡; 智仁岡崎
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2017-07-19
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014070439A

Description

本発明は、コンクリート充填鋼管柱に関する。 The present invention relates to a concrete-filled steel pipe column.

鋼管柱内にコンクリートが充填されたコンクリート充填鋼管（ＣＦＴ（ＣｏｎｃｒｅｔｅＦｉｌｌｅｄＳｔｅｅｌＴｕｂｅ））柱が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術では、鋼管柱の内壁面に点溶接された鋼製のフラットバーによって鋼管柱内のコンクリートを補強することにより、火災時における鋼管柱の材軸方向の伸長に伴うコンクリートのひび割れを抑制している。 A concrete filled steel tube (CFT (Concrete Filled Steel Tube)) column in which concrete is filled in a steel tube column is known (see, for example, Patent Document 1). In the technique disclosed in Patent Literature 1, the steel tube pillar is reinforced with concrete by a steel flat bar spot welded to the inner wall surface of the steel tube column. Controls cracking of concrete.

特開平１０−２０４９９３号公報JP-A-10-204993

ところで、ＣＦＴ柱では、火災時における鉄骨梁の伸び出しに伴って鋼管柱の柱頭部や柱脚部に局部座屈が発生する可能性がある。 By the way, in a CFT column, local buckling may occur in the column head and column base of the steel pipe column as the steel beam extends in the event of a fire.

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、フラットバーが鋼管柱の内壁面に点溶接されるため、鋼管柱に柱頭部や柱脚部に局部座屈が発生したときに、鋼管柱の内壁面からフラットバーが外れ易く、局部座屈を充分に抑制することはできない。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the flat bar is spot-welded to the inner wall surface of the steel pipe column, when local buckling occurs in the column head or the column base, The flat bar is easily detached from the wall surface, and local buckling cannot be sufficiently suppressed.

本発明は、上記の事実を考慮し、火災時における鋼管柱の局部座屈を抑制することができるコンクリート充填鋼管柱を得ることを目的とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to obtain a concrete-filled steel pipe column that can suppress local buckling of the steel pipe column during a fire.

第１態様に係るコンクリート充填鋼管柱は、上下の仕口部に鉄骨梁がそれぞれ接合される鋼管柱と、前記鋼管柱に充填された充填コンクリートと、前記鋼管柱の柱頭部及び柱脚部の少なくとも一方に設けられ、前記鋼管柱を横方向に貫通すると共に該鋼管柱に接合された補剛部材と、を備えている。 The concrete-filled steel pipe column according to the first aspect includes a steel pipe column in which steel beams are respectively joined to upper and lower joints, filled concrete filled in the steel pipe column, and a column head and a column base of the steel pipe column. A stiffening member provided at least on one side, penetrating the steel pipe column in the lateral direction and joined to the steel pipe column.

第１態様に係るコンクリート充填鋼管柱によれば、鋼管柱の柱頭部及び柱脚部の少なくも一方に補剛部材が設けられている。この補剛部材は、鋼管柱を横方向に貫通すると共に、当該鋼管柱に接合されている。つまり、横方向に対向する鋼管柱の側壁部同士が補剛部材によって連結されている。これにより、補剛部材によって連結された鋼管柱の側壁部の面外剛性が高められる。したがって、補剛部材が設けられた鋼管柱の柱頭部等の局部座屈が抑制される。 According to the concrete-filled steel pipe column according to the first aspect , the stiffening member is provided on at least one of the column head and the column base of the steel tube column. The stiffening member penetrates the steel pipe column in the lateral direction and is joined to the steel pipe column. That is, the side wall portions of the steel pipe columns facing in the lateral direction are connected by the stiffening member. Thereby, the out-of-plane rigidity of the side wall part of the steel pipe column connected by the stiffening member is enhanced. Therefore, local buckling of the column head of the steel pipe column provided with the stiffening member is suppressed.

第２態様に係るコンクリート充填鋼管柱は、第１態様に係るコンクリート充填鋼管柱において、上側の前記仕口部には、複数の前記鉄骨梁が接合され、前記横方向が、前記上側の前記仕口部に接合された複数の前記鉄骨梁のうち、梁長が最も長い前記鉄骨梁の材軸方向に沿っている。 The concrete-filled steel pipe column according to the second aspect is the concrete-filled steel pipe column according to the first aspect, wherein a plurality of the steel beams are joined to the upper joint portion, and the lateral direction is the upper-side finish. Among the plurality of steel beams joined to the mouth, the longest beam is along the material axis direction of the steel beam.

第２態様に係るコンクリート充填鋼管柱によれば、補剛部材が鋼管柱を貫通する横方向が、鋼管柱の上側の仕口部に接合された複数の鉄骨梁のうち、梁長が最も長い鉄骨梁の材軸方向に沿っている。つまり、補剛部材は、鋼管柱の上側の仕口部に接合された複数の鉄骨梁のうち、梁長が最も長い鉄骨梁の材軸方向に沿って鋼管柱を貫通している。 According to the concrete-filled steel pipe column according to the second aspect , the transverse direction in which the stiffening member penetrates the steel pipe column is the longest of the plurality of steel beams joined to the upper joint portion of the steel pipe column. Along the steel beam direction. That is, the stiffening member penetrates the steel pipe column along the material axis direction of the steel beam having the longest beam length among the plurality of steel beams joined to the upper joint portion of the steel pipe column.

ここで、上側の仕口部に接合された鉄骨梁が火災時の熱膨張によって材軸方向へ伸び出すと、上側の仕口部が水平方向へ変位し、鋼管柱に曲げモーメントが作用する。このように鋼管柱に曲げモーメントが作用すると、柱頭部や柱脚部における圧縮側の側壁部に局部座屈が発生し易くなる。 Here, when the steel beam joined to the upper joint portion extends in the material axis direction due to thermal expansion during a fire, the upper joint portion is displaced in the horizontal direction, and a bending moment acts on the steel pipe column. When a bending moment acts on the steel pipe column in this way, local buckling is likely to occur in the side wall portion on the compression side of the column head or column base.

また、前述した鉄骨梁の材軸方向の伸び出し量は、鉄骨梁の梁長が長くなるに従って増加する。したがって、上側の仕口部に接合された複数の鉄骨梁のうち、梁長が最も長い鉄骨梁（以下、「最長鉄骨梁」という）の材軸方向の伸び出しに伴って、鋼管柱の柱頭部や柱脚部に局部座屈が発生し易くなる。 Further, the extension amount of the steel beam in the material axis direction described above increases as the beam length of the steel beam becomes longer. Therefore, as the steel beam with the longest beam length (hereinafter referred to as the “longest steel beam”) out of the plurality of steel beams joined to the upper joint, the column head of the steel pipe column is expanded. Local buckling tends to occur at the part and the column base.

そこで、本態様では、前述したように、最長鉄骨梁の材軸方向に沿って補剛部材を鋼管柱に貫通させている。これにより、最長鉄骨梁の材軸方向の伸び出しに伴って圧縮力が作用する柱頭部等の圧縮側の側壁部の面外剛性が高められる。したがって、補剛部材が設けられた鋼管柱の柱頭部等の局部座屈を効率的に抑制することができる。 Therefore, in this aspect , as described above, the stiffening member is passed through the steel pipe column along the material axis direction of the longest steel beam. Thereby, the out-of-plane rigidity of the side wall portion on the compression side such as the column head portion on which the compressive force acts as the longest steel beam extends in the material axis direction is enhanced. Therefore, local buckling of the column head or the like of the steel pipe column provided with the stiffening member can be efficiently suppressed.

第３態様に係るコンクリート充填鋼管柱は、第１態様又は第２態様に係るコンクリート充填鋼管柱において、前記補剛部材が、既存の前記鋼管柱及び前記充填コンクリートに形成された貫通孔に挿入されている。 A concrete-filled steel pipe column according to a third aspect is the concrete-filled steel pipe column according to the first or second aspect , wherein the stiffening member is inserted into a through hole formed in the existing steel pipe column and the filled concrete. ing.

第３態様に係るコンクリート充填鋼管柱によれば、既存のコンクリート充填鋼管柱を耐火補強する際に、例えば、鋼管柱の柱頭部及び柱脚部の少なくとも一方において、鋼管柱及び充填コンクリートを横方向に貫通する貫通孔を形成する。そして、貫通孔に補剛部材を挿入し、当該補剛部材を鋼管柱に接合する。これにより、補剛部材が設けられた鋼管柱の柱頭部等の局部座屈が抑制される。 According to the concrete-filled steel pipe column according to the third aspect , when the existing concrete-filled steel pipe column is refractory reinforced, for example, at least one of the column head and the column base of the steel pipe column, A through-hole penetrating through is formed. Then, a stiffening member is inserted into the through hole, and the stiffening member is joined to the steel pipe column. Thereby, local buckling of the column head etc. of the steel pipe column provided with the stiffening member is suppressed.

このように本態様は、鋼管柱に補剛部材を横方向に貫通させる構成であるため、既存のコンクリート充填鋼管柱にも容易に適用することができる。したがって、施工性が向上すると共に、施工コストを削減することができる。 Thus, since this aspect is the structure which makes a steel pipe pillar penetrate a stiffening member laterally, it can be easily applied also to the existing concrete filling steel pipe pillar. Therefore, the workability is improved and the construction cost can be reduced.

以上説明したように、本発明に係るコンクリート充填鋼管柱によれば、火災時における鋼管柱の局部座屈を抑制することができる。 As described above, according to the concrete-filled steel pipe column according to the present invention, local buckling of the steel pipe column during a fire can be suppressed.

本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing a concrete filling steel pipe pillar concerning one embodiment of the present invention. 図１の２−２線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 図１に示されるコンクリート充填鋼管柱の火災時における応力状態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the stress state at the time of the fire of the concrete filling steel pipe column shown by FIG. 鋼管柱の柱頭部における局部座屈の発生部を示す図３の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of FIG. 3 which shows the generation | occurrence | production part of the local buckling in the column head of a steel pipe column. 一般的なコンクリート充填鋼管柱と梁で構成された架構を示す立面図であり、（Ａ）は火災前の状態を示し、（Ｂ）は火災後の状態を示している。It is an elevation view which shows the frame comprised with the general concrete filling steel pipe pillar and beam, (A) shows the state before a fire, (B) has shown the state after a fire. 一般的なコンクリート充填鋼管柱の耐火性能評価に用いられる実験評価モデルを示すモデル図であり、（Ａ）は水平力を載荷する前の状態を示し、（Ｂ）は水平力が載荷された際のコンクリート充填鋼管柱の変形状態、及び応力状態を示し、（Ｃ）はコンクリート充填鋼管柱を構成する鋼管柱に局部座屈が発生した状態を示している。It is a model figure which shows the experimental evaluation model used for the fireproof performance evaluation of a general concrete filling steel pipe column, (A) shows the state before loading horizontal force, and (B) is when horizontal force is loaded. The deformation state and stress state of the concrete-filled steel pipe column are shown, and (C) shows a state where local buckling has occurred in the steel pipe column constituting the concrete-filled steel pipe column. （Ａ）は本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱の変形例を示す図２に相当する断面図であり、（Ｂ）は図７（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線断面図である。(A) is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the modification of the concrete filling steel pipe column which concerns on one Embodiment of this invention, (B) is the 7B-7B sectional view taken on the line of FIG. 7 (A). （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱の変形例を示す図２に相当する断面図である。(A) And (B) is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the modification of the concrete filling steel pipe column which concerns on one Embodiment of this invention. （Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱の変形例を示す図２に相当する断面図である。(A) And (B) is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the modification of the concrete filling steel pipe column which concerns on one Embodiment of this invention. （Ａ）は本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱の変形例を示す図２に相当する断面図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）の１０Ｂ−１０Ｂ線断面図であり、（Ｃ）は図１０（Ａ）の１０Ｃ−１０Ｃ線断面図である。(A) is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the modification of the concrete filling steel pipe column which concerns on one Embodiment of this invention, (B) is the 10B-10B sectional view taken on the line of FIG. 10 (A), (C) is the 10C-10C sectional view taken on the line of FIG. 10 (A). 本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱の変形例を示す図２に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the modification of the concrete filling steel pipe column which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱の変形例を示す図２に相当する断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 2 which shows the modification of the concrete filling steel pipe column which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱について説明する。なお、各図において適宜示される矢印Ｚは、鋼管柱の材軸方向（上下方向）を示している。 Hereinafter, a concrete-filled steel pipe column according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the arrow Z suitably shown in each figure has shown the material axis direction (up-down direction) of the steel pipe column.

（コンクリート充填鋼管柱の構成）
図１には、一例として、本実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱１０が示されている。コンクリート充填鋼管柱１０は、鋼管柱１２と、鋼管柱１２内に充填された充填コンクリート１４とを備えている。鋼管柱１２は角形鋼管で形成されており、上下の仕口部としての上仕口部１２Ｕ及び下仕口部１２Ｌと、これらの上仕口部１２Ｕと下仕口部１２Ｌとの間に延びる鋼管本体部１２Ｂとを有している。 (Construction of concrete filled steel pipe column)
FIG. 1 shows a concrete-filled steel pipe column 10 according to the present embodiment as an example. The concrete-filled steel pipe column 10 includes a steel pipe column 12 and filled concrete 14 filled in the steel pipe column 12. The steel pipe column 12 is formed of a square steel pipe and extends between the upper and lower joints 12U and 12L as upper and lower joints, and between the upper and lower joints 12U and 12L. It has a steel pipe body 12B.

上仕口部１２Ｕ及び下仕口部１２Ｌには、鉄骨梁としての上側鉄骨梁１６及び下側鉄骨梁１７が両側からそれぞれ接合されている。上側鉄骨梁１６はＨ形鋼で形成されており、上下一対のフランジ部１６Ａと、これらのフランジ部１６Ａを繋ぐウェブ部１６Ｂとを有している。これと同様に、下側鉄骨梁１７はＨ形鋼で形成されており、上下一対のフランジ部１７Ａと、これらのフランジ部１７Ａを繋ぐウェブ部１７Ｂとを有している。上側鉄骨梁１６及び下側鉄骨梁１７の端部は、上仕口部１２Ｕ又は下仕口部１２Ｌの外側面に突き当てられ、溶接によって接合されている。 An upper steel beam 16 and a lower steel beam 17 serving as steel beams are joined to the upper joint portion 12U and the lower joint portion 12L from both sides, respectively. The upper steel beam 16 is formed of an H-shaped steel and has a pair of upper and lower flange portions 16A and a web portion 16B that connects these flange portions 16A. Similarly, the lower steel beam 17 is formed of an H-shaped steel, and has a pair of upper and lower flange portions 17A and a web portion 17B that connects these flange portions 17A. The ends of the upper steel beam 16 and the lower steel beam 17 are abutted against the outer surface of the upper end portion 12U or the lower end portion 12L, and are joined by welding.

上仕口部１２Ｕには、上下一対のダイアフラムとしての上下一対の内ダイアフラム１８が設けられている。上下一対の内ダイアフラム１８は、平面視にて矩形の鋼板で形成されており、上側鉄骨梁１６の上下一対のフランジ部１６Ａとそれぞれ連続するように上下方向（鋼管柱１２の材軸方向）に対向して配置されている。各内ダイアフラム１８の外周部は、上仕口部１２Ｕの内側面に溶接等で接合されており、これらの内ダイアフラム１８によって上仕口部１２Ｕが補強されている。 A pair of upper and lower inner diaphragms 18 as a pair of upper and lower diaphragms are provided in the finishing port 12U. The pair of upper and lower inner diaphragms 18 is formed of a rectangular steel plate in plan view, and extends in the vertical direction (in the direction of the material axis of the steel pipe column 12) so as to be continuous with the pair of upper and lower flange portions 16A of the upper steel beam 16 respectively. Opposed to each other. The outer peripheral part of each inner diaphragm 18 is joined to the inner side surface of the finish port 12U by welding or the like, and the finish port 12U is reinforced by these inner diaphragms 18.

また、各内ダイアフラム１８の中央部には充填孔１８Ａがそれぞれ形成されており、これらの充填孔１８Ａを通して鋼管柱１２内に充填コンクリート１４が充填されるようになっている。なお、上仕口部１２Ｕと同様に、下仕口部１２Ｌには、上下一対のダイアフラムとしての上下一対の内ダイアフラム１８が設けられている。 In addition, a filling hole 18A is formed at the center of each inner diaphragm 18, and the filled concrete 14 is filled into the steel pipe column 12 through these filling holes 18A. Similar to the upper end portion 12U, the lower end portion 12L is provided with a pair of upper and lower inner diaphragms 18 as a pair of upper and lower diaphragms.

（補剛部材の構成）
鋼管柱１２の鋼管本体部１２Ｂにおける柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬには、補剛部材としての補剛棒材３０，４０がそれぞれ設けられている。なお、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに設けられた補剛棒材３０と、鋼管本体部１２Ｂの柱脚部１２ＢＬに設けられた補剛棒材４０とは同じ構成であるため、以下、補剛棒材３０の構成について詳説し、補剛棒材４０の構成については説明を省略する。 (Structure of stiffening member)
Stiffening rods 30 and 40 as stiffening members are provided on the column head portion 12BU and the column base portion 12BL of the steel tube main body 12B of the steel tube column 12, respectively. The stiffening rod 30 provided on the column head 12BU of the steel pipe main body 12B and the stiffening rod 40 provided on the column base 12BL of the steel pipe main body 12B have the same configuration. The configuration of the rigid rod 30 will be described in detail, and the description of the configuration of the stiffening rod 40 will be omitted.

補剛棒材３０は断面矩形の鋼製の棒状に形成されており、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵを上側鉄骨梁１６の材軸方向（矢印Ｓ方向）に貫通している。具体的には、図２に示されるように、鋼管柱１２の柱頭部１２ＢＵにおける上側鉄骨梁１６の材軸方向に対向する一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２、及び柱頭部１２ＢＵ内の充填コンクリート１４には、貫通孔１９，２０がそれぞれ形成されている。各貫通孔１９，２０は、柱頭部１２ＢＵの幅方向の中央部を上側鉄骨梁１６の材軸方向（矢印Ｓ方向）に貫通している。これらの貫通孔１９，２０に外側から補剛棒材３０が挿入されている。補剛棒材３０の長手方向の両端部３０Ａは、一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２にそれぞれ溶接により接合されている。この補剛棒材３０によって、一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２が連結されている。 The stiffening rod 30 is formed in a steel rod shape having a rectangular cross section, and penetrates the column head portion 12BU of the steel pipe main body portion 12B in the material axis direction (arrow S direction) of the upper steel beam 16. Specifically, as shown in FIG. 2, a pair of side wall portions 12S1 and 12S2 facing the material axis direction of the upper steel beam 16 in the column head portion 12BU of the steel pipe column 12 and the filling concrete 14 in the column head portion 12BU are provided. The through-holes 19 and 20 are respectively formed. Each through-hole 19 and 20 has penetrated the center part of the width direction of pillar head 12BU in the material-axis direction (arrow S direction) of the upper steel beam 16. As shown in FIG. A stiffening rod 30 is inserted into the through holes 19 and 20 from the outside. Both end portions 30A in the longitudinal direction of the stiffening rod 30 are joined to the pair of side wall portions 12S1 and 12S2 by welding. The stiffening rod 30 connects the pair of side wall portions 12S1 and 12S2.

なお、補剛棒材３０の両端部３０Ａを一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２に溶接する際には、補剛棒材３０の両端部３０Ａと一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２に形成された貫通孔１９，２０との隙間を溶接により埋めても良い。また、本実施形態では、補剛棒材３０の両端部３０Ａが一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２から外側へそれぞれ突出しているが、一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２から突出した補剛棒材３０の突出部は切断しても良い。 When welding both end portions 30A of the stiffening rod 30 to the pair of side wall portions 12S1 and 12S2, the through holes 19 formed in both end portions 30A of the stiffening rod 30 and the pair of side wall portions 12S1 and 12S2. , 20 may be filled by welding. In the present embodiment, both end portions 30A of the stiffening rod 30 project outward from the pair of side wall portions 12S1 and 12S2, respectively, but the stiffening rod 30 projecting from the pair of side wall portions 12S1 and 12S2 projects. The part may be cut.

次に、本実施形態の作用について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

図３に示されるように、例えば、火災時に上側鉄骨梁１６が熱膨張によって材軸方向（水平方向、矢印Ｓ方向）へ伸張すると、上仕口部１２Ｕに水平力Ｆが作用し、鋼管本体部１２Ｂに曲げモーメントＭが発生する。この曲げモーメントＭは、鋼管本体部１２Ｂにおける材軸方向の中間部１２ＢＭから柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬに向って徐々に大きくなる。 As shown in FIG. 3, for example, when the upper steel beam 16 expands in the material axis direction (horizontal direction, arrow S direction) due to thermal expansion in the event of a fire, a horizontal force F acts on the finishing part 12U, and the steel pipe body A bending moment M is generated in the portion 12B. The bending moment M gradually increases from the intermediate portion 12BM in the material axis direction of the steel pipe main body portion 12B toward the column head portion 12BU and the column base portion 12BL.

一方、鋼管柱１２は、火災時の熱膨張によって材軸方向（矢印Ｚ方向）へ伸張するが、温度上昇に伴う剛性の低下によって材軸方向への伸張は徐々に小さくなり、ある温度に達すると材軸方向への伸張変形は止まり、収縮変形に転じる。この状態で、上側鉄骨梁１６から上仕口部１２Ｕへ水平力Ｆが作用すると、前述したように中間部１２ＢＭと比較して大きな曲げモーメントＭが発生する鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬの圧縮側（矢印Ｃ側）の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２に局部座屈Ｋが発生し易くなる。特に、柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬが上仕口部１２Ｕを介して上側鉄骨梁１６に剛接合されていて、かつ、上側鉄骨梁１６の材軸方向への伸張量が大きい場合は、柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬに大きな曲率を伴う変形が生じる。この変形によって柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬの圧縮側（矢印Ｃ側）の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２に大きな圧縮応力度が発生すると、当該側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２が面外方向外側へ変位する（はらみ出す）局部座屈Ｋが生じる。 On the other hand, the steel pipe column 12 expands in the direction of the material axis (in the direction of arrow Z) due to thermal expansion at the time of a fire. Then, the extensional deformation in the direction of the material axis stops and the contraction deformation starts. In this state, when the horizontal force F acts from the upper steel beam 16 to the upper end portion 12U, the column head portion 12BU and the column of the steel pipe main body portion 12B in which a large bending moment M is generated as compared with the intermediate portion 12BM as described above. Local buckling K tends to occur in the side wall portions 12S1 and 12S2 on the compression side (arrow C side) of the leg portion 12BL. In particular, when the column head portion 12BU and the column base portion 12BL are rigidly joined to the upper steel beam 16 via the upper end portion 12U and the extension amount of the upper steel beam 16 in the material axis direction is large, Deformation with a large curvature occurs in the portion 12BU and the column base portion 12BL. If a large degree of compressive stress is generated in the side wall portions 12S1 and 12S2 on the compression side (arrow C side) of the column head portion 12BU and the column base portion 12BL due to this deformation, the side wall portions 12S1 and 12S2 are displaced outward in the out-of-plane direction. Out) Local buckling K occurs.

柱頭部１２ＢＵ又は柱脚部１２ＢＬに局部座屈Ｋが発生すると、コンクリート充填鋼管柱１０の曲げ剛性は著しく低下する。また、柱頭部１２ＢＵにおける局部座屈Ｋの発生部では、図４に示されるように、充填コンクリート１４を拘束していた柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１が外側へ膨らみ、充填コンクリート１４と側壁部１２Ｓ１との間に隙間Ｗが形成される。この結果、局部座屈Ｋの発生部では、充填コンクリート１４に対する側壁部１２Ｓ１の拘束力（拘束効果）が得られなくなり、当該充填コンクリート１４の圧縮側縁（外周部）１４Ｓが圧壊し易くなる。なお、図４では、補剛棒材３０の図示が省略されている。 When local buckling K occurs in the column head portion 12BU or the column base portion 12BL, the bending rigidity of the concrete-filled steel tube column 10 is significantly reduced. Moreover, in the part where the local buckling K occurs in the column head 12BU, as shown in FIG. 4, the side wall 12S1 on the compression side of the column head 12BU that restrains the filling concrete 14 bulges outward, A gap W is formed between the side wall portion 12S1. As a result, in the part where the local buckling K occurs, the restraining force (restraining effect) of the side wall 12S1 with respect to the filling concrete 14 cannot be obtained, and the compression side edge (outer peripheral part) 14S of the filling concrete 14 is easily crushed. In FIG. 4, the stiffening rod 30 is not shown.

そして、充填コンクリート１４の圧縮側縁１４Ｓが圧壊すると、コンクリート充填鋼管柱１０の材軸方向変位が急増すると共に、この材軸方向変位の急増に伴って充填コンクリート１４の圧縮側縁１４Ｓの圧壊がさらに進展し、コンクリート充填鋼管柱１０が構造安定性を保持することができなくなる可能性がある。 When the compression side edge 14S of the filled concrete 14 is crushed, the displacement in the material axial direction of the concrete filled steel pipe column 10 increases rapidly, and the compression side edge 14S of the filled concrete 14 is crushed along with the sudden increase in displacement in the material axial direction. Further progress may occur and the concrete-filled steel pipe column 10 may not be able to maintain structural stability.

なお、ここでいう「コンクリート充填鋼管柱１０が構造安定性を保持することができなくなる」とは、例えば、コンクリート充填鋼管柱１０の鉛直方向変位（材軸方向）が過大になる、あるいは、鉛直方向変位が急激に増加するなどして、長期軸力を保持することができない状態を意味する。また、説明を省略するが、コンクリート充填鋼管柱１０の柱脚部１２ＢＬに局部座屈Ｋが発生した場合も同様である。 Here, “the concrete-filled steel pipe column 10 cannot maintain the structural stability” means, for example, that the vertical displacement (material axis direction) of the concrete-filled steel pipe column 10 is excessive or vertical. This means a state in which the long-term axial force cannot be maintained due to a sudden increase in directional displacement. Moreover, although description is abbreviate | omitted, it is the same also when local buckling K generate | occur | produces in the column base part 12BL of the concrete filling steel pipe column 10. FIG.

これに対して本実施形態では、図３に示されるように、鋼管柱１２の鋼管本体部１２Ｂにおける柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０が設けられている。この補剛棒材３０は、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵを上側鉄骨梁１６の材軸方向に貫通しており、その長手方向の両端部３０Ａが柱頭部１２ＢＵにおける一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２にそれぞれ接合されている。つまり、上側鉄骨梁１６の材軸方向に対向する一対の側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２が、補剛棒材３０によって連結されている。これにより、鋼管本体部１２Ｂに曲げモーメントＭが作用したときに、圧縮力が作用する柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１の面外剛性が高められる。したがって、柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１の局部座屈Ｋが抑制される。 On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 3, the stiffening rod 30 is provided on the column head portion 12BU of the steel tube main body portion 12B of the steel tube column 12. This stiffening rod 30 penetrates the column head portion 12BU of the steel pipe main body portion 12B in the material axis direction of the upper steel beam 16, and both longitudinal end portions 30A thereof are a pair of side wall portions 12S1, 12S2 in the column head portion 12BU. Are joined to each other. That is, the pair of side wall portions 12 S 1 and 12 S 2 facing the material axis direction of the upper steel beam 16 are connected by the stiffening rod 30. Thereby, when the bending moment M acts on the steel pipe main-body part 12B, the out-of-plane rigidity of the side wall part 12S1 on the compression side of the column head 12BU on which the compressive force acts is increased. Therefore, local buckling K of the side wall portion 12S1 on the compression side of the columnar head portion 12BU is suppressed.

また、補剛棒材３０は上側鉄骨梁１６の材軸方向に沿って配置されるため、つまり、補剛棒材３０は上側鉄骨梁１６の伸び出し方向に沿って配置されるため、補剛棒材３０が曲げモーメントＭに対して効率的に抵抗する。したがって、柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１の局部座屈Ｋがさらに抑制される。 Further, since the stiffening rod 30 is disposed along the material axis direction of the upper steel beam 16, that is, the stiffening rod 30 is disposed along the extending direction of the upper steel beam 16, the stiffening is performed. The bar 30 effectively resists the bending moment M. Therefore, local buckling K of the side wall portion 12S1 on the compression side of the columnar head portion 12BU is further suppressed.

さらに、本実施形態は、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０を貫通させる構成であるため、既存のコンクリート充填鋼管柱に対しても容易に適用することができる。また、吹き付けロックウール等の耐火被覆を施さずに、コンクリート充填鋼管柱１０の耐火性能を向上させることができる。したがって、施工性が向上すると共に、施工コストを削減することができる。 Furthermore, since this embodiment is the structure which makes the stiffening rod 30 penetrate the pillar head 12BU of the steel pipe main-body part 12B, it can be easily applied also to the existing concrete filling steel pipe pillar. Moreover, the fire resistance performance of the concrete-filled steel pipe column 10 can be improved without applying fireproof coating such as spray rock wool. Therefore, the workability is improved and the construction cost can be reduced.

なお、鋼管本体部１２Ｂの柱脚部１２ＢＬに設けられた補剛棒材４０についても鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに設けられた補剛棒材３０と同様の作用及び効果を得ることができる。 In addition, the same operation and effect as the stiffening rod 30 provided in the column head part 12BU of the steel pipe main body part 12B can be obtained also about the stiffening bar 40 provided in the column base part 12BL of the steel pipe main body part 12B. .

ここで、図５（Ａ）には、一般的なコンクリート充填鋼管柱からなる柱１００と梁１０２Ａ，１０２Ｂとで構成された架構の一例が示されている。この架構内において、例えば図５（Ｂ）に示されるように火災１０４が発生すると、梁１０２Ａが材軸方向（矢印Ｊ方向）に伸び出すため、柱１００に同図に示されるような変形が生じる。 Here, FIG. 5A shows an example of a frame composed of a column 100 made of a general concrete-filled steel pipe column and beams 102A and 102B. In this frame, for example, as shown in FIG. 5B, when a fire 104 occurs, the beam 102A extends in the material axis direction (arrow J direction), so that the pillar 100 is deformed as shown in FIG. Arise.

また、図６（Ａ）には、一般的なコンクリート充填鋼管柱からなる柱１１０の耐火性能評価に用いられる実験評価モデルが示されている。この実験評価モデルでは、加熱時に、図６（Ｂ）に示されるような変形状態、応力状態を示すことから、図５（Ｂ）に示される柱１００の変形状態、応力状態を適切に模擬することができると言われている。そこで、図６（Ａ）に示される実験評価モデルを用いて載荷加熱実験を行ったところ、以下に示す新たな知見が得られた。 FIG. 6 (A) shows an experimental evaluation model used for fire resistance performance evaluation of a column 110 made of a general concrete-filled steel pipe column. Since this experimental evaluation model shows the deformation state and the stress state as shown in FIG. 6B during heating, the deformation state and the stress state of the column 100 shown in FIG. 5B are appropriately simulated. It is said that you can. Then, when the loading heating experiment was conducted using the experimental evaluation model shown in FIG. 6 (A), the following new knowledge was obtained.

即ち、加熱された柱１１０の上端部に生じる水平変位（水平力Ｆ）が大きい場合や柱１１０に生じる軸力（長期軸力）Ｖが大きい場合は、図６（Ｃ）に示されるように、柱１１０を構成する鋼管柱の柱頭部及び柱脚部に局部座屈Ｋが生じることが確認された。また、加熱時間が比較的短く、柱１１０の充填コンクリートが十分耐力を残している状態であっても、柱１１０は前述した柱頭部及び柱脚部の局部座屈Ｋによって荷重支持能力を喪失し、構造安定性を保持することができなくなることが確認された。 That is, when the horizontal displacement (horizontal force F) generated at the upper end of the heated column 110 is large or the axial force (long-term axial force) V generated at the column 110 is large, as shown in FIG. It was confirmed that local buckling K occurred in the column head and column base of the steel pipe column constituting the column 110. Further, even when the heating time is relatively short and the concrete filled in the column 110 remains sufficiently proof, the column 110 loses its load supporting ability due to the above-mentioned local buckling K of the column head and column base. It was confirmed that the structural stability could not be maintained.

本実施形態に係るコンクリート充填鋼管柱１０を例により具体的に説明すると、局部座屈Ｋに関しては以下のことが確認された。即ち、鋼管柱１２の柱幅をＤ（図２参照）としたときに、柱頭部１２ＢＵにおける局部座屈Ｋは、柱頭部１２ＢＵの上端（上仕口部１２Ｕと鋼管本体部１２Ｂとの境界部）から中間部１２ＢＭへ向けて２Ｄまでの領域内で発生し易く、特に、１Ｄから２Ｄまでの領域内で発生し易い。これと同様に、柱脚部１２ＢＬにおける局部座屈Ｋは、柱脚部１２ＢＬの下端（下仕口部１２Ｌと鋼管本体部１２Ｂとの境界部）から中間部１２ＢＭへ向けて２Ｄまでの領域内で発生し易く、特に、１Ｄから２Ｄまでの領域内で発生し易い。 When concrete concrete steel pipe pillar 10 concerning this embodiment is explained concretely by an example, the following was confirmed about local buckling K. That is, when the column width of the steel pipe column 12 is D (see FIG. 2), the local buckling K in the column head 12BU is the upper end of the column head 12BU (the boundary between the upper end 12U and the steel pipe body 12B). ) To the intermediate portion 12BM, it is likely to occur in the region from 2D to 1D, and in particular, it is likely to occur in the region from 1D to 2D. Similarly, the local buckling K in the column base 12BL is within the region from the lower end of the column base 12BL (the boundary between the lower end 12L and the steel pipe body 12B) to 2D from the intermediate portion 12BM. It is easy to generate | occur | produce especially in the area | region from 1D to 2D.

従って、補剛棒材３０は、柱頭部１２ＢＵの上端から中間部１２ＢＭへ向けて２Ｄまでの領域に設けることが好ましく、１Ｄから２Ｄの領域内に設けることがより好ましい。柱脚部１２ＢＬに設ける補剛棒材４０についても同様である。 Therefore, the stiffening rod 30 is preferably provided in the region from 2D to the intermediate portion 12BM from the upper end of the column head 12BU, and more preferably in the region from 1D to 2D. The same applies to the stiffening rod 40 provided on the column base 12BL.

次に、上記実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、鋼管柱１２の柱頭部１２ＢＵに設けられた補剛棒材３０を例に各種の変形例について説明するが、これらの変形例は鋼管柱１２の柱脚部１２ＢＬに設けられた補剛棒材４０についても適用可能である。 Next, a modification of the above embodiment will be described. In the following, various modifications will be described taking the stiffening rod 30 provided on the column head portion 12BU of the steel pipe column 12 as an example. These modifications are provided on the column base portion 12BL of the steel pipe column 12. The present invention can also be applied to the stiffening rod 40.

上記実施形態では、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０を水平一方向に貫通させた例を示したが、これに限らない。例えば、上仕口部１２Ｕに水平二方向から複数の上側鉄骨梁１６が接合される構成では、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに平面視にて互いに交差する２本の補剛棒材３０，３２を貫通させても良い。 In the said embodiment, although the example which made the stiffening rod 30 penetrate the column head 12BU of the steel pipe main-body part 12B in one horizontal direction was shown, it does not restrict to this. For example, in the configuration in which a plurality of upper steel beams 16 are joined to the finishing joint 12U from two horizontal directions, two stiffening rods 30 that intersect with each other in plan view on the column head 12BU of the steel pipe body 12B, 32 may be penetrated.

具体的には、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、鋼管柱１２の上仕口部１２Ｕには、矢印Ｘ方向（水平一方向）に沿って配置された上側鉄骨梁（以下「上側鉄骨梁１６Ｘ」という）と、矢印Ｙ方向（水平他方向）に沿って配置された上側鉄骨梁（以下、「上側鉄骨梁１６Ｙ」という）とが接合されている。この鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵには、当該柱頭部１２ＢＵを上側鉄骨梁１６Ｘ，１６Ｙのそれぞれの材軸方向に貫通する２本の補剛棒材３０，３２が設けられている。２本の補剛棒材３０，３２は、互いに干渉しないように上下方向にずれて配置されている。これらの補剛棒材３０，３２によって、上側鉄骨梁１６Ｘ，１６Ｙの材軸方向の伸び出しに伴う柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１〜１２Ｓ４の局部座屈Ｋが抑制される。 Specifically, as shown in FIGS. 7A and 7B, the upper steel frame disposed along the arrow X direction (one horizontal direction) on the upper end portion 12 U of the steel pipe column 12. A beam (hereinafter referred to as “upper steel beam 16X”) and an upper steel beam (hereinafter referred to as “upper steel beam 16Y”) arranged along the arrow Y direction (the other horizontal direction) are joined. The column head portion 12BU of the steel pipe main body portion 12B is provided with two stiffening rods 30, 32 that penetrate the column head portion 12BU in the respective material axis directions of the upper steel beams 16X, 16Y. The two stiffening rods 30, 32 are arranged so as to be displaced in the vertical direction so as not to interfere with each other. By these stiffening rods 30 and 32, local buckling K of the side wall portions 12S1 to 12S4 on the compression side of the column head portion 12BU accompanying the extension of the upper steel beams 16X and 16Y in the material axis direction is suppressed.

上側鉄骨梁１６の材軸方向の伸び出しに伴う柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１〜１２Ｓ４の局部座屈Ｋは、上側鉄骨梁１６の材軸方向の伸び出し量が大きくなるほど生じやすい。また、火災時における上側鉄骨梁１６の材軸方向の伸び出し量は、上側鉄骨梁１６の梁長が長くなるに従って増加する。したがって、図８（Ａ）に示されるように、鋼管柱１２の上仕口部１２Ｕに接合された複数の上側鉄骨梁１６Ｘ，１６Ｙのうち、梁長が最も長い上側鉄骨梁（以下、「最長上側鉄骨梁」という）１６Ｘ１の材軸方向の伸び出しに伴って、柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１に局部座屈Ｋが発生し易くなる。
なお、矢印Ｘ及びＹ方向の両方向とも梁長が長い場合は、矢印Ｘ及びＹ方向の両方向に局部座屈Ｋが発生することになるが、矢印Ｘ及びＹ方向の両方向共に梁長を長くするプランは一般的ではなく、いずれか一方向の梁長を長くすることが多い。例えば事務所ビルでは、梁間方向の梁を長くして柱の無い大空間の執務室を計画することが多い。 The local buckling K of the side wall portions 12S1 to 12S4 on the compression side of the column head portion 12BU accompanying the extension of the upper steel beam 16 in the material axis direction is more likely to occur as the extension amount of the upper steel beam 16 in the material axis direction increases. Further, the amount of extension of the upper steel beam 16 in the material axis direction during a fire increases as the beam length of the upper steel beam 16 increases. Therefore, as shown in FIG. 8 (A), among the plurality of upper steel beams 16X and 16Y joined to the upper end portion 12U of the steel pipe column 12, the upper steel beam having the longest beam length (hereinafter referred to as “longest” As 16X1 extends in the direction of the material axis (referred to as “upper steel beam”), local buckling K tends to occur in the side wall portion 12S1 on the compression side of the column head 12BU.
If the beam length is long in both the arrow X and Y directions, local buckling K occurs in both the arrow X and Y directions, but the beam length is increased in both the arrow X and Y directions. The plan is not general, and the beam length in one direction is often increased. For example, in an office building, a large office room without a pillar is often planned by elongating beams in the direction between beams.

このような構成では、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０を最長上側鉄骨梁１６Ｘ１の材軸方向に貫通させることにより、柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１に発生する局部座屈Ｋを効率的に抑制することができる。これにより、柱頭部１２ＢＵを補剛する補剛棒材３０の数が低減される。したがって、施工性が向上すると共に、施工コストを削減することができる。 In such a configuration, the local portion generated in the side wall portion 12S1 on the compression side of the column head portion 12BU by passing the stiffening rod 30 through the column head portion 12BU of the steel pipe main body portion 12B in the material axis direction of the longest upper steel beam 16X1. Buckling K can be efficiently suppressed. Thereby, the number of the stiffening bar 30 which stiffens the column head 12BU is reduced. Therefore, the workability is improved and the construction cost can be reduced.

なお、図８（Ｂ）に示される変形例では、一対の上側鉄骨梁１６Ｘの梁長が同じであると共に、一対の上側鉄骨梁１６Ｙよりも長くなっている。このような構成では、一対の上側鉄骨梁１６Ｘの各々が、最長上側鉄骨梁１６Ｘ１となる。 In the modification shown in FIG. 8B, the pair of upper steel beams 16X have the same beam length and are longer than the pair of upper steel beams 16Y. In such a configuration, each of the pair of upper steel beams 16X becomes the longest upper steel beam 16X1.

また、例えば、図９（Ａ）に示される外周柱（外柱）では、桁行き方向に該当する図中矢印Ｙ方向の梁長を短く計画することが一般的である。このため、図中矢印Ｙ方向への水平力Ｆはあまり大きくならず、局部座屈は発生し難い。そのため、図中矢印Ｙ方向については、補剛棒材３０を省略している。 In addition, for example, in the outer peripheral column (outer column) shown in FIG. 9A, it is common to plan to shorten the beam length in the arrow Y direction in the drawing corresponding to the carry direction. For this reason, the horizontal force F in the direction of the arrow Y in the figure does not increase so much and local buckling hardly occurs. Therefore, the stiffening rod 30 is omitted in the arrow Y direction in the figure.

一方で、梁間方向に該当する図中矢印Ｘ方向の梁長を長く計画することが一般であり、上側鉄骨梁１６Ｘの材軸方向の伸び出しに伴って上仕口部１２Ｕの片側に大きな水平力Ｆが作用する。したがって、柱頭部１２ＢＵの圧縮側の側壁部１２Ｓ１に局部座屈Ｋが発生し易くなる。そのため、図中矢印Ｘ方向については、補剛棒材３０を水平一方向に貫通させている。 On the other hand, the beam length in the direction indicated by the arrow X in the figure corresponding to the inter-beam direction is generally long, and a large horizontal is formed on one side of the upper end portion 12U as the upper steel beam 16X extends in the material axis direction. Force F acts. Therefore, local buckling K tends to occur in the side wall portion 12S1 on the compression side of the columnar head portion 12BU. Therefore, in the direction of arrow X in the figure, the stiffening rod 30 is penetrated in one horizontal direction.

また、図９（Ａ）に示されるように、上仕口部１２Ｕの片側にのみ上側鉄骨梁１６Ｘが接合される場合は、柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０を上側鉄骨梁１６Ｘの材軸方向に貫通させることにより、柱頭部１２ＢＵにおける圧縮側の側壁部１２Ｓ１の局部座屈Ｋを効率的に抑制することができる。 In addition, as shown in FIG. 9A, when the upper steel beam 16X is joined only to one side of the finishing port 12U, the stiffening rod 30 is attached to the column head 12BU and the material axis of the upper steel beam 16X. By penetrating in the direction, the local buckling K of the side wall 12S1 on the compression side in the columnar head 12BU can be efficiently suppressed.

また、図９（Ｂ）に示される外周柱（隅柱）のように、矢印Ｘ方向及びＹ方向の何れの方向においても上仕口部１２Ｕの片側にのみ上側鉄骨梁１６Ｘ，１６Ｙが接合される場合は、上側鉄骨梁１６Ｘ，１６Ｙの各々の材軸方向に貫通する２本の補剛棒材３０，３２を鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに設けることが望ましい。 Further, as in the outer peripheral column (corner column) shown in FIG. 9B, the upper steel beams 16X and 16Y are joined only to one side of the finishing joint 12U in either the arrow X direction or the Y direction. In this case, it is desirable to provide two stiffening rods 30 and 32 penetrating in the material axis direction of each of the upper steel beams 16X and 16Y in the column head portion 12BU of the steel pipe main body portion 12B.

このように本実施形態は、上仕口部１２Ｕの片側にのみ上側鉄骨梁１６Ｘ，１６Ｙが接合される外周柱等に対する耐火補強としても有効である。 As described above, this embodiment is also effective as fireproof reinforcement for the outer peripheral column or the like in which the upper steel beams 16X and 16Y are joined only to one side of the finishing port 12U.

また、上記実施形態では、柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０を上側鉄骨梁１６の材軸方向に貫通させた例を示したが、これに限らない。例えば、柱頭部１２ＢＵに補剛棒材３０を上側鉄骨梁１６の材軸方向に対して傾斜する方向に貫通させても良い。このように柱頭部１２ＢＵには、上側鉄骨梁１６の材軸方向だけなく、当該材軸方向に対して傾斜する傾斜方向を含む横方向に補剛棒材３０を貫通させても良い。 Moreover, in the said embodiment, although the stiffening rod 30 was penetrated to the pillar head 12BU in the material-axis direction of the upper steel beam 16, it was not restricted to this. For example, the stiffening rod 30 may be passed through the column head 12BU in a direction inclined with respect to the material axis direction of the upper steel beam 16. In this way, the stiffening rod 30 may be penetrated through the column head 12BU not only in the material axis direction of the upper steel beam 16 but also in the lateral direction including the inclination direction inclined with respect to the material axis direction.

また、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示されるように、補剛棒材３０の上方（直上）に隙間２０Ａを設けても良い。鋼管柱１２が火災時の熱膨張によって材軸方向に伸張する際、補剛棒材３０には、これに引き上げられる形で上方へ強制変形が生じるため、この強制変形応力によって充填コンクリート１４に損傷を生じる可能性がある。補剛棒材３０の上方に隙間２０Ａを設けることでこの影響を緩和し、さらに耐火性能を高めることができる。なお、隙間２０Ａには、単に空気層を設けても良いし、代わりに、補剛棒材３０の強制変形応力に対し容易につぶれる強度の低い材料、例えば、発泡スチロールやスタイロフォーム等を詰めても良い。 Further, as shown in FIGS. 10A to 10C, a gap 20A may be provided above (directly above) the stiffening rod 30. When the steel pipe column 12 is extended in the direction of the material axis due to thermal expansion during a fire, the stiffening rod 30 is forcedly deformed upward by being pulled up to the stiffening rod 30, so that the forced deformation stress damages the filled concrete 14. May occur. By providing the gap 20A above the stiffening rod 30, this effect can be mitigated and the fire resistance can be further improved. Note that the gap 20A may be simply provided with an air layer, or alternatively, may be filled with a low-strength material that easily collapses against the forced deformation stress of the stiffening rod 30, such as polystyrene foam or styrofoam. .

また、上記実施形態では、補剛棒材３０を断面矩形に形成した例を示したが、これに限らない。補剛部材としては、例えば、Ｈ形鋼やＬ形鋼等の形鋼や、鉄筋、ＰＣ鋼棒、ロッド材等を用いても良い。また、上記実施形態では、矩形断面の補剛棒材３０の両端部３０Ａを一対の側面部１２Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ溶接により接合していたが、補剛棒材３０として、ＰＣ鋼棒やロッド材等の丸鋼棒５０（図１１参照）を用いて、その両端にネジ部５０Ａを形成し、これらのネジ部５０Ａにナット５２をそれぞれ締め込むことにより、丸鋼棒５０と柱頭部１２ＢＵの側壁部１２Ｓ１，１２Ｓ２とを接合してもよい。このように丸鋼棒５０とナット５２を用いることにより、溶接作業が不要になるため、施工性がさらに向上する。 Moreover, in the said embodiment, although the example which formed the stiffening rod 30 in the cross-sectional rectangle was shown, it is not restricted to this. As the stiffening member, for example, a shape steel such as an H-shaped steel or an L-shaped steel, a reinforcing bar, a PC steel rod, a rod material, or the like may be used. In the above embodiment, both end portions 30A of the stiffening rod 30 having a rectangular cross section are joined to the pair of side surface portions 12S1 and S2 by welding. However, as the stiffening rod 30, a PC steel rod or a rod material is used. Etc., by forming threaded portions 50A at both ends thereof and tightening nuts 52 to these threaded portions 50A, respectively, the side walls of the round steel rod 50 and the column head 12BU. The parts 12S1 and 12S2 may be joined. As described above, by using the round steel bar 50 and the nut 52, the welding work is not required, so that the workability is further improved.

また、補剛棒材３０の数や配置は適宜変更可能である。例えば、図１１に示されるように、鋼管本体部１２Ｂの柱頭部１２ＢＵに、前述した補剛部材としての２本の丸鋼棒５０を上側鉄骨梁１６の材軸方向に貫通させても良い。これにより、柱頭部１２ＢＵにおける圧縮側の側壁部１２Ｓ１の面外剛性がさらに高められるため、当該側壁部１２Ｓ１の局部座屈Ｋがさらに抑制される。 The number and arrangement of the stiffening rods 30 can be changed as appropriate. For example, as shown in FIG. 11, the two round steel bars 50 as the stiffening members described above may be passed through the column head 12BU of the steel pipe main body 12B in the material axis direction of the upper steel beam 16. Thereby, since the out-of-plane rigidity of the side wall 12S1 on the compression side in the columnar head portion 12BU is further increased, the local buckling K of the side wall 12S1 is further suppressed.

また、上記実施形態では、鋼管柱１２の柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬに補剛棒材３０，４０を設けた例を示したが、鋼管柱１２の柱頭部１２ＢＵ及び柱脚部１２ＢＬの少なくとも一方に補剛部材としての補剛棒材を設けることができる。 Moreover, in the said embodiment, although the stiffening rods 30 and 40 were provided in the column head part 12BU and column base part 12BL of the steel pipe column 12, the column head part 12BU of the steel pipe column 12 and column base part 12BL were shown at least. One side can be provided with a stiffening rod as a stiffening member.

また、上記実施形態では、鋼管柱１２を角形鋼管で形成した例を示したが、これに限らない。例えば、図１２に示されるように、鋼管柱２２は、断面円形の丸形鋼管でも良い。この場合、丸形鋼管の直径が鋼管柱２２の柱幅Ｄに相当する。また、鋼管柱としては、例えば、断面略長方形の角形鋼管でも良い。この場合、短辺の長さが鋼管柱の柱幅Ｄに相当する。 Moreover, although the example which formed the steel pipe pillar 12 with the square steel pipe was shown in the said embodiment, it is not restricted to this. For example, as shown in FIG. 12, the steel pipe column 22 may be a round steel pipe having a circular cross section. In this case, the diameter of the round steel pipe corresponds to the column width D of the steel pipe column 22. Further, as the steel pipe column, for example, a square steel pipe having a substantially rectangular cross section may be used. In this case, the length of the short side corresponds to the column width D of the steel pipe column.

また、上記実施形態では、上下一対のダイアフラムとして内ダイアフラム１８を例に説明したが、これに限らない。上下一対のダイアフラムとしては、例えば、通しダイアフラムや外ダイアフラムを用いても良い。さらに、鋼管柱１２には、必要に応じて耐火被覆を施しても良い。 In the above embodiment, the inner diaphragm 18 is described as an example of the pair of upper and lower diaphragms, but the present invention is not limited to this. As the pair of upper and lower diaphragms, for example, a through diaphragm or an outer diaphragm may be used. Furthermore, you may give fireproof coating to the steel pipe column 12 as needed.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、一実施形態及び各種の変形例を適宜組み合わせて用いても良いし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention was described, the present invention is not limited to such an embodiment, and one embodiment and various modifications may be used in combination as appropriate, and the gist of the present invention will be described. Of course, various embodiments can be implemented without departing from the scope.

１０コンクリート充填鋼管柱
１２鋼管柱
１２Ｕ上仕口部（上側の仕口部）
１２Ｌ下仕口部（下側の仕口部）
１２ＢＵ柱頭部
１２ＢＬ柱脚部
１４充填コンクリート
１６上側鉄骨梁（鉄骨梁）
１７下側鉄骨梁（鉄骨梁）
１９貫通孔
２０貫通孔
２２鋼管柱
３０補剛棒材（補剛部材）
３２補剛棒材（補剛部材）
４０補剛棒材（補剛部材）
５０丸鋼棒（補剛部材） 10 Concrete Filled Steel Tubular Column 12 Steel Tubular Column 12U Upper Portion (Upper Portion)
12L lower joint (lower joint)
12BU Column head 12BL Column base 14 Filled concrete 16 Upper steel beam (steel beam)
17 Lower steel beam (steel beam)
19 Through-hole 20 Through-hole 22 Steel pipe column 30 Stiffening rod (stiffening member)
32 Stiffening rod (stiffening member)
40 Stiffening rod (stiffening member)
50 Round steel bar (stiffening member)

Claims

Steel pipe columns with steel beams joined to the upper and lower joints,
A pair of diaphragms respectively provided in the upper and lower joints;
Filled concrete filled in the steel pipe columns;
A stiffening member provided on at least one of a column head and a column base of the steel pipe column, penetrating the steel pipe column in a lateral direction and welded to the steel pipe column;
Concrete filled steel pipe column with

A plurality of the steel beams are joined to the upper joint portion,
The lateral direction is along the material axis direction of the steel beam having the longest beam length among the plurality of steel beams joined to the upper joint portion.
The concrete-filled steel pipe column according to claim 1.

The stiffening member is inserted into a through hole formed in the existing steel pipe column and the filled concrete,
The concrete-filled steel pipe column according to claim 1 or 2.

A concrete-filled steel pipe column comprising: steel pipe columns to which steel beams are respectively joined to the upper and lower joints; a pair of diaphragms provided respectively to the upper and lower joints; and filled concrete filled in the steel pipe columns. A fireproof reinforcement method of
In at least one of the column head and column base of the steel pipe column, a through-hole penetrating the steel pipe column and the filled concrete in the lateral direction is formed,
Inserting a stiffening member into the through hole and welding the stiffening member to the steel pipe column;
Fireproof reinforcement method for concrete filled steel pipe columns.